Составление моделирующего алгоритма формирования образца машины и характеристика его основных этапов

Моделирующий алгоритм формирования образа машины представляет собой модель – интерпретацию действий, конечным результатом которой на этапе составления технического предложения является получение технической характеристики проектируемой машины и чертежей общего вида. При этом различают три этапа:

– составление содержательного описания моделирующего алгоритма, включающего необходимый и достаточный материал для выражения в словесной форме основных качественных и количественных характеристик машины;

– составление формализованной схемы, как системы формул и ограничений, определяющих функционирование машины, при этом возможны дополнительные экспериментальные исследования и теоретические обоснования дополнительных ограничений;

– составление моделирующего алгоритма формирования образа машины, представляющего собой систему зависимостей, связывающих параметры машины с главными показателями эффективности и условиями эксплуатации, с обязательным выделением параметров, характеризующих геометрические размеры и форму.

Моделирующий алгоритм (рис.6.1) включает в себя ряд этапов и подготовительных программ в виде отдельных блоков, представляющих, в свою очередь, алгоритмы и программы подготовки и ввода исходной информации, ограничений и расчета вспомогательных величин.

На 1-м и 2-м этапах в случае создания машины на основе нового физического эффекта необходимо формировать новый моделирующий алгоритм. Блок 1 обозначает подсистему формирования образа конструктивно-размероподобной машины с исходной информацией и данными о характере процесса, основу которого составляет новый физический эффект.

На 3-м этапе должны использоваться вспомогательные программы, источником которых является блок 2. При этом в качестве главного параметра машины назначают величины, регламентируемые стандартом или другими директивами, документами (например, производительность, скорость движения, емкость, грузоподъемность и др.).

Ни 4-м этапе необходимо использовать ряд вспомогательных алгоритмов и программ, основу которых могут составить материалы экспериментальных исследований. При этом блок 3 определяет порядок, состав и структуру формирования математической модели объекта.

На 5-м этапе выявляется необходимость ввода в математическую модель зависимостей, устанавливающих напряженное состояние в элементах подсистем машины и используемых для прочностных расчетов элементов под действием внешних нагрузок. При этом модели и программы блока 4 используются на этапе эскизного проектирования в виде вспомогательных зависимостей и ограничений.

На 6-м этапе методами анализа уравнений, составляющих модель машины и сформированных на 4-м и 5-м этапах, устанавливают критерии подобия.

На 7-м этапе на базе анализа критериев подобия устанавливают зависимости между основными параметрами и главным параметром машины, используя вспомогательные расчеты параметров подсистем машины, определяемых блоком 5.

На 8-м этапе блок 6 характеризует операции, связанные с оценкой соответствия полученных зависимостей аналогичным соотношениям, имеющимся для существующих конструктивно-размерноподобных машин.

На 9-м этапе проводят операции по составлению моделирующего алгоритма выявления машины-эталона, определяя при этом показатель эффективности, по величине которого устанавливают наиболее эффективную в заданных условиях эксплуатации машину. В качестве показателя эффективности могут использоваться, например, приведенные удельные затраты, отношение энергоемкости к удельной производительности и др. В итоге составляют таблицу параметров, характеризующих машину-эталон и используемых для расчета коэффициентов пропорциональности для формирования образа проектируемой машины на 10-м этапе.

Если при сравнении на 11-м этапе показатель эффективности проектируемой машины окажется меньше или равен показателю машины-эталона, то необходимо вернуться на 7-й и 10-й этапы и уточнить формулы связи и величину коэффициента пропорциональности, рассчитав их в соответствии с другими эталонами.

На 12-м этапе моделирующего алгоритма выполняют работы по уточненному определению параметров проектируемой машины в соответствие с численным значением коэффициентов пропорциональности после их уточнения. Алгоритм должен содержать оценку полученных параметров по величине обобщенного показателя эффективности.

На заключительном 13-м этапе алгоритма составляют программу проектирования, которая включает две основные подпрограммы: определение рациональных параметров машины с их распечаткой, выполнение чертежей общего вида машины не менее чем в двух проекциях.

Программа должна предусматривать вывод графической информации через графический дисплей на чертежно-графический автомат, а также работу конструктора с этим материалом в интерактивном режиме.